新模式肿瘤纳米诊疗一体化

纳米诊疗一体化是恶性肿瘤精准治疗的重要研究方向之一。通过纳米载体实现的可视化药物递送和治疗监控,在肿瘤诊断和治疗过程中具有独特优势。本文归纳了近年来纳米诊疗一体化发展的新模式及其研究现状,旨在为推动纳米诊疗一体化的进一步应用提供参考。     

基于聚酰胺胺树状大分子的纳米诊疗试剂的制备及其肿瘤成像和治疗应用进展

为实现癌症的高效诊疗,生物医用材料领域的研究者在过去数十年中研究了多种可集诊断与治疗为一体的纳米复合材料,其中聚酰胺胺树状大分子由于其精确可控的结构、较好的单分散性以及生物相容性被普遍用作载体构建纳米诊疗试剂。通过树状大分子纳米技术,引入多种成像试剂及治疗试剂,并利用功能化修饰技术可构建具有良好诊疗效能的纳米诊疗材料。这些研究成果为解决癌症精确诊断及高效治疗提供了思路。本文中,笔者对近年来基于聚酰胺胺树状大分子的纳米诊疗试剂的制备及其在肿瘤成像和治疗中的应用进行综述,为开展相关研究提供参考。     

合成生物学驱动功能细胞的精准设计与疾病诊疗

合成生物学是依据工程化的设计思路,通过人工精准设计一些功能化元器件和模块,旨在创造具有新型功能的新生物体。利用合成生物学手段人工合成的功能细胞可以精确调控细胞的行为,为传统医疗无法治愈的疾病提供了新的诊治策略。目前,在哺乳动物细胞合成生物学领域,人们设计、构建了多种可控的功能细胞用于诊断和治疗代谢疾病、癌症、免疫系统疾病等。主要介绍人工精准构建功能化细胞的研究进展及其在智能诊疗糖尿病、肿瘤等重大疾病中的应用。同时,探讨功能化细胞在临床疾病治疗中的挑战和发展前景。     

卟啉金属有机骨架材料在肿瘤治疗中的应用

目前,恶性肿瘤严重威胁人类健康和生命。临床上常用放疗法和化疗法治疗肿瘤,在一定程度上抑制肿瘤的生长和转移。但是,传统的化疗药物在给药过程中缺乏靶向性、副作用大,而且大多数化疗药物水溶性差,效果有限,高剂量的重复给药会导致耐药,单一模式的治疗策略效果不佳。因此通过构建靶向智能多功能纳米载药系统实现肿瘤精准诊断和治疗成为近年来的研究热点。卟啉金属有机骨架（MOFs）材料具有多孔性、大比表面积、表面可修饰等特性,有望成为良好的靶向刺激响应型药物载体。而且卟啉MOFs可以避免卟啉分子的自聚集以及在激发态的自猝灭,还具有卟啉分子的宽光谱响应范围,是一类具有广阔应用前景的固体光敏剂,因此卟啉MOFs近年来成为构建靶向智能多功能纳米载药系统的重要平台。本论文综述了近年来基于卟啉金属有机骨架材料的肿瘤治疗策略,特别是基于肿瘤内源性组分（pH、酶、氧化还原）和外源性物理信号（声、磁、光）刺激触发的多功能纳米平台用于肿瘤精准诊断和治疗的最新研究进展,并讨论了卟啉MOFs在未来肿瘤治疗中面临的挑战和机遇。     

纳米盘技术在临床医学领域研究新进展

膜蛋白功能广泛,参与多种细胞活动,如细胞增殖分化、信号转导、物质运输等,近年来一直是生物医学领域研究热点之一.膜蛋白天然构象的稳定是维持其生物活性的关键因素,新型纳米材料纳米盘技术采用两亲膜支架蛋白在水相中稳定磷脂分子,进而自组装形成类似于天然磷脂双分子层的盘状结构,为膜蛋白的研究提供了理想平台.与传统拟膜技术相比,纳米盘具有可溶性强、稳定性佳、尺寸可控、生物相容性高、半衰期长等优点,同时可精准设计选择性靶向,应用优势巨大.本文介绍了纳米盘技术在膜蛋白结构与功能研究中的应用,并重点综述其在临床医学领域中的研究新进展,如纳米盘作为疏水性药物和抗肿瘤靶向治疗药物的运输载体,具有载药率高、药物可控释、靶向运载能力等优势,作为小分子蛋白质的拟膜环境对目标蛋白的亲和固定性和作为高密度脂蛋白的有效补充在心血管疾病中清除胆固醇具有高效性和可控性等.综上,纳米盘技术能够为未来膜蛋白相关研究以及其他临床疾病的诊断与治疗提供新方法与新思路.     

Au NPs/UCNPs复合纳米体系用于荧光成像引导下的肿瘤光热治疗的研究进展

近红外(NIR)光诱导的光热治疗(PTT)因其无创、非侵入、毒副作用低、可精准靶向治疗等特性,已成为肿瘤精准治疗的新型手段。凭借其独特的表面等离激元共振(SPR)特性及其高效的光热转换效率、生物毒性与良好的光稳定性,金纳米颗粒(Au NPs)已成为理想的光热治疗剂。而高质量成像技术是实现有效光热治疗的可靠有力的工具,尤其是多模态成像技术,比起单一成像方式具有更卓越的性能,为更全面、更精准的肿瘤成像提供了可能,显著提高了非侵入性医学治疗的潜力。NIR光激发的稀土上转换纳米颗粒(UCNPs),因其丰富的4f电子结构展现出磁性、荧光、X射线衰减和放射等多功能特性,使其作为造影剂在多模态成像领域展现了重要的应用前景。因此,构建NIR光诱导的Au NPs/UCNPs复合纳米体系,可用于多模态成像引导下的光热治疗,有望成为癌症诊疗的一种新策略。本文简单介绍了Au NPs、UCNPs的光学特性,重点综述了NIR光诱导的UCNPs-Au NPs(纳米壳、纳米棒、纳米团簇)复合纳米体系在癌症光热治疗领域的最新研究进展,并对其实现诊疗一体化的未来进行了展望。     

纳米生物催化的研究现状和发展态势

纳米生物催化领域包括:(ⅰ)利用纳米技术或纳米材料调控生物催化剂的效率;(ⅱ)直接利用纳米材料或技术实现生物催化功能,并拓展生物催化在非友好环境及疾病诊疗中的应用.纳米生物催化已成为纳米生物学重要的研究领域,主要涉及纳米载体固定化酶和纳米材料人工模拟酶(纳米酶).一方面,可以借助纳米技术或材料所具有的特殊纳米效应来增强生物催化剂的效率和稳定性.另一方面,从模拟酶的理念出发,借助纳米材料自身所具有的催化能力,直接实现对生化反应的催化,这类具有酶学特性的纳米酶被视为新一代人工模拟酶.近年来,基于纳米载体固定化酶和纳米酶技术的纳米生物催化已在疾病诊断和治疗、化工制药、环境处理等领域得到了广泛研究,并展示了其具有重要的应用价值.本文简要综述了纳米载体固定化酶和纳米酶的发展历程及应用进展.     

功能化介孔二氧化硅纳米粒子在恶性肿瘤诊疗中的应用进展

介孔二氧化硅纳米粒子（mesoporous silica nanoparticles,MSNs）作为新型纳米载体在生物医药领域具有较好的应用前景,其有别于传统无机材料的物理化学性质对于当今恶性肿瘤的诊断与治疗起着关键性作用。尤其是MSNs作为一种具有高装载量、良好的生物相容性、靶向性以及对药物释放的可控性的载药平台,可用于解决目前临床上恶性肿瘤诊疗中遇到的问题。主要探讨了MSNs探针及MSNs靶向给药系统的应用进展及发展方向,以期为恶性肿瘤诊疗提供思路与参考。     

可控释放纳米载体在癌症治疗中的研究进展

癌症治疗的靶向分子药物的设计与构建,是目前生物医学领域的研究前沿热点之一。靶向药物载体的构建,是通过药物直接加载靶向生物分子或者利用载体自身特性,使化疗药物可以到达并富集在特定组织,所以也被称为"分子火车"。纳米药物的研究已经从单靶向发展到多靶向,实现从单一功能到多功能的应用。单纯的被动释放药物的载体颗粒在复杂的细胞微环境中缺乏精确治疗。因此通过构建带有可控释放特性的纳米药物载体,不仅能有效的提高药物在靶向部位的药物浓度,加强药效,而且还能降低对非靶向组织的毒副作用,提高纳米药物的安全性。常用的控制纳米药物释放的方式包括pH响应,酶响应,光响应,磁响应等。本文主要介绍构建可控药物释放纳米载体的研究进展。     

刺激响应型纳米载体在肿瘤诊疗中的研究进展

刺激响应型纳米载体是通过对外界刺激响应而产生相应结构或理化性质变化的纳米智能载药体系,具有避免药物过早泄露,提高病灶药物浓度的特点,目前已成为肿瘤诊断和治疗领域的研究热点,广泛用于控制药物的呈递和释放.本文从温度、磁场、超声、光、pH等外源和内源刺激角度,阐述了智能响应型纳米载体近年来在肿瘤诊疗领域的研究进展.     

基于合成生物学策略实现糖胺聚糖的微生物合成

糖胺聚糖广泛应用于化妆品和保健品领域以及血栓、骨关节炎、癌症等临床医疗.目前,商品化糖胺聚糖依赖于动物组织提取,产品存在均一性差、有潜在致病因子等缺点.采用合成生物学策略合成糖胺聚糖及其寡糖可避免上述问题,且可实现精准控制硫酸化程度及产品分子量分布.随着基因组学和合成生物学的发展,透明质酸、软骨素、肝素前体、硫酸软骨素及肝素等的合成途径被阐释,多种平台菌株的遗传操作体系不断完善.基于合成生物学策略构建微生物细胞工厂合成糖胺聚糖已成为未来发展趋势.本文主要综述了近年来生产糖胺聚糖及其寡聚糖的生物策略尤其是相关合成生物学手段,以期为未来研究提供新思路.     

贵金属-磁性异质结构纳米材料及其生物医学应用

异质结构纳米颗粒不仅可以同时拥有多种单组分纳米颗粒不同的性能,实现多功能化,还可能因组分间的相互耦合作用而产生单组分颗粒不具备的新性能,因而在化学化工、生物医学、能源催化等领域引起广泛关注.贵金属具有特殊的光学性质和催化活性;磁性纳米颗粒拥有优异的磁性能,因而备受研究人员关注.贵金属-磁性异质结构纳米材料集合了两种材料优异的性能,能通过不同的异质结构展现出不同的性质.本文根据异质结构的类型,将贵金属-磁性异质结构纳米材料分为核壳结构、蛋黄-壳结构和哑铃结构3种,总结了不同贵金属-磁性异质结构纳米颗粒的特性、制备方法及应用,并重点论述了其在诊疗一体化探针、多模态成像探针和刺激响应型药物载体生物医学领域上的应用.     

纳米金在肿瘤成像和放射治疗领域的应用进展

纳米金颗粒以其优越的理化性质在医学领域发挥独特的作用.近年来越来越多的研究证实了纳米金在肿瘤早期诊断和治疗方面方面有重要作用,尤其是纳米金正被逐步应用肿瘤成像和治疗领域.本文从纳米金的性质,在肿瘤成像和放射治疗方面的应用进展等方面作一综述.     

聚合物纳米颗粒对动脉粥样硬化病变的影响及相关机理研究进展

聚合物纳米颗粒通常指基于疏水性聚合物的纳米粒子,由于其良好的生物相容性、高效的长循环特性以及优于其他纳米颗粒物的代谢排出方式等,在纳米医学领域中得到了广泛关注。现有研究证明聚合物纳米颗粒在心血管疾病,尤其是在动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的诊断、治疗中具有独特的优点,已经成功地由基础研究向临床应用转化。但是聚合物纳米颗粒引起的炎症反应诱导泡沫细胞形成、巨噬细胞自噬,以及心血管系统疾病力学微环境改变引起的聚合物纳米颗粒富集等,都可能最终诱导AS的发生发展。在此,本文综述了近年来聚合物纳米颗粒在诊断、治疗AS疾病中的应用及其与AS病变的关系和机理,为后续研究利用聚合物纳米颗粒开发新型纳米药物治疗AS提供理论依据。     

微生物疗法中工程菌的信号感知及其在生物医学中的应用

近年来,基于微生物能够提供健康益处的事实而兴起的微生物疗法为多种疾病的诊疗提供了新的契机。研究表明临床上口服乳酸菌、大肠杆菌和双歧杆菌可用于辅助治疗各种疾病。在微生物疗法中,工程菌因能够发挥特定功能而备受关注,即可通过感知疾病环境中的特定信号分子实现辅助诊断,也可实现靶向疾病部位感知特定信号,通过时空调控启动自身表达系统释放特定分子以实现精准治疗的目的。本文主要对工程菌对不同信号分子的感知系统及其在生物医学领域的应用进行了综述。     

病毒颗粒:药物靶向传递领域中的新型载体

由于具有高效靶向药物传递的潜力,病毒颗粒已成为药物和生命科学领域的研究焦点.病毒颗粒具有病毒性载体和非病毒性载体的优点,同时克服了两者的局限性.病毒颗粒药物传递系统具有无毒、生物相容性、生物可降解性和非自动免疫等特点.研究表明,病毒颗粒能够在细胞间转运多种具有生物活性的分子,例如核酸或者基因、多肽、蛋白质以及其它抗癌药物等,因此在疾病治疗方面可能具有重要作用.如何制备携带有生物活性材料和治疗试剂的病毒颗粒和确定病毒颗粒药物的最佳剂型是目前该领域中挑战性的课题.本文综述了病毒颗粒技术多方面的特征及应用前景.     

基于信息化平台的临床科室精准管理探索

精准医学时代,临床科室的“精准管理”是应用高度结构化、自动化、精准化的信息管理平台进行科室的全面监管和预警,能够通过精准预测,精准监督,精准定位来提高预测准确性和预测能力,制定合理有效的计划目标,规范医疗诊疗行为,改进医疗服务流程,提高科研效率质量以及有针对性地进行人才培养和个性化教学管理,在医院的科室管理中具有较好的临床应用性及推广价值。     

上转换纳米颗粒在肿瘤诊断与治疗中的研究进展

上转换纳米颗粒具备光学/化学稳定性高、生物毒性低、荧光寿命长及激发光生物组织穿透深度较大等显著优点,近年来在生物传感、生物成像和疾病治疗等生物医学领域的研究和应用获得了广泛的关注。本文中,笔者就稀土元素掺杂的上转换纳米颗粒在肿瘤的诊断与治疗方面的研究现状及进展进行综合概述,主要对其在光动力疗法(PDT)、光热疗法(PPT)、化学联合疗法及多模态诊疗一体化等方面的研究展开分析和讨论,为上转换纳米颗粒的进一步研究开发及临床应用提供新的参考方向及思路。     

精准医疗及伴随诊断在肺癌中的临床应用

肺癌是我国发病率和死亡率最高的肿瘤,属于基因型疾病,患者在分子遗传上具有很强异质性,临床表现复杂多样,相同病理类型的肺癌患者对同一种抗癌药物的治疗反应差异较大,因此,肺癌是在我国实施精准医疗的最佳领域之一。肺癌的发展进程与驱动基因密切相关,驱动基因突变状态为靶向治疗疗效的重要预测因子。随着对肺癌发病机制及其生物学行为研究的深入以及精准医疗的不断发展,以特异性高、不良反应小为特点的分子靶向治疗及免疫治疗成为关注的重点,促进了伴随诊断的发展,使得肺癌的个体化治疗成为可能。对精准医疗及伴随诊断在肺癌中的临床应用进行综述。     

服务于精准医学的罕见疾病多组学信息注释平台

生物医学技术的发展,以及近几年"精准医学"概念的提出,使得人们对疾病的探究越来越多地深入到分子层面.与此同时,医学诊疗也逐渐趋于个性化.作为发病率低、发病机制复杂、治疗难度极大的一类疾病,罕见疾病越来越受到人们的关注.研究发现,详细的临床表型是破译基因和实现罕见疾病的精准药物的基石.为了服务于精准医学的发展、辅助提高罕见疾病的诊疗水平,我们建立了中文的罕见疾病多组学信息标准化平台eRAM(Encyclopedia of Rare disease Annotation for Precision Medicine, www.unimd.cn/eram).该平台系统地整合了目前可获得的罕见疾病临床表现和分子机制的数据,揭示了许多疾病之间的新关联. eRAM为15942种罕见疾病提供了丰富的注释,包含6147种人类疾病相关表型、31661种哺乳动物表型、10202种来自UMLS的症状、18815种基因和92580种基因型. eRAM同时提供疾病注释体系、疾病网络、疾病预测、病例提交等功能,不仅可以提供有关罕见疾病机制的信息,还可以促进临床医生对罕见疾病做出准确的诊断和治疗决策.